CN217691200U - 一种RGB Micro-LED芯片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种RGB Micro‑LED芯片,包括:若干像素单元,每个像素单元均包括:导电基板;层叠在导电基板表面的RGB堆叠结构,RGB堆叠结构包括沿第一方向依次堆叠且呈台阶状分布的红光发光结构、绿光发光结构和蓝光发光结构,并露出红光台面、绿光台面和蓝光台面,采用垂直堆叠方式,可减小每组RGB Micro‑LED芯片的尺寸,提高显示分辨率;且各发光结构的波长沿出光方向逐渐递减,并结合金属反射镜的设置,使各出射光沿出光方向出射,避免短波长发光结构的出射光被长波长发光结构吸光,进而提高RGB Micro‑LED芯片的出光效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及发光二极管技术领域,更为具体地说,涉及一种RGB Micro-LED芯片。
背景技术
随着LED技术的创新与发展,RGB Micro-LED显示技术成为新一代的显示技术,是将传统LED结构进行微缩化和矩阵化,使其单颗LED芯片尺寸缩小至几十微米甚至几微米,并实现每一个LED像素点的定址、单独驱动发光。由于RGB Micro-LED芯片的微显示器具有分辨率高、亮度高、寿命长、工作温度范围宽、抗干扰能力强、响应速度快和功耗低等优点,RGB Micro-LED在高分辨率显示、头盔显示、增强现实、高速可见光通信,微型投影仪、光遗传和可穿戴电子等领域具有重要的应用价值。
全色域LED显示屏由红、绿、蓝三基色(RGB)RGB Micro-LED芯片按照一定排列方式在基板上装配而成,由于RGB Micro-LED芯片尺寸小,制作全色域RGB Micro-LED显示屏所需要转移的RGB RGB Micro-LED很多,工艺过程过于复杂,导致转移难度大,量产良率偏低,生产成本过高,一致性差等问题。并且全色域LED显示屏的最终尺寸和分辨率又受到每组RGB Micro-LED 芯片尺寸大小和间距的制约,一般传统的RGB,每组采用红、绿、蓝三颗芯片水平面均匀间隔排布在一起形成RGB效果,不仅单组尺寸占比较大,且各组相邻RGB Micro-LED芯片的单颗芯片间隔偏小,易产生混色影响,导致分辨率低,因此在实现显示屏的高分辨率和巨量转移工艺上存在较大的困难。
实用新型内容
有鉴于此,本实用新型提供一种RGB Micro-LED芯片,以解决现有技术中全色域的RGB Micro-LED芯片单颗芯片间隔和各组RGB距离偏小,会产生混色影响,导致分辨率低的问题;且制作工艺过程过于复杂,导致巨量转移难度大,量产良率偏低,生产成本过高,一致性差等问题。
为实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:
一种RGB Micro-LED芯片,其特征在于,包括:
若干像素单元,每个所述像素单元均包括:
导电基板;
层叠在所述导电基板表面的RGB堆叠结构,所述RGB堆叠结构包括沿第一方向依次堆叠且呈台阶状分布的红光发光结构、绿光发光结构和蓝光发光结构,并露出红光台面、绿光台面和蓝光台面,所述红光发光结构沿所述第一方向依次包括层叠的第一金属反射镜、红光P型半导体层、红光有源区和红光 N型半导体层;所述绿光发光结构沿所述第一方向依次包括层叠的第二金属反射镜、绿光P型半导体层、绿光有源区和绿光N型半导体层;所述蓝光发光结构沿所述第一方向依次包括层叠的第三金属反射镜、蓝光P型半导体层、蓝光有源区和蓝光N型半导体层,所述第一方向垂直于所述导电基板,并由所述导电基板指向所述蓝光发光结构;
所述红光发光结构、所述绿光发光结构与所述蓝光发光结构之间通过各金属反射镜两两串联;
第一电极,其设置在所述导电基板背离所述RGB堆叠结构的一侧表面;
第二电极,其层叠于所述蓝光台面上;
第三电极,其与所述绿光发光结构和所述蓝光发光结构连接,并分别与所述绿光发光结构和所述蓝光发光结构的侧壁间隔设置;
第四电极,其与所述红光发光结构和所述绿光发光结构连接,并分别与所述红光发光结构和所述绿光发光结构的侧壁间隔设置;
绝缘保护层,所述绝缘保护层覆盖所述RGB堆叠结构和所述导电基板的裸露面,并露出所述第二电极、所述第三电极和所述第四电极。
可选的,所述第三电极层叠于所述绿光台面上,所述第四电极层叠于所述红光台面上。
可选的,所述蓝光台面设有向所述第三金属反射镜延伸的凹槽,显露部分所述第三金属反射镜,形成第三金属反射镜台面;所述第三金属反射镜台面设有向所述第二金属反射镜延伸的凹槽,显露部分所述第二金属反射镜,形成第二金属反射镜台面;所述第三电极覆盖所述第三金属反射镜台面,所述第四电极覆盖所述第二金属反射镜台面。
可选的,所述第一电极为P型电极,所述第二电极为N型电极,所述第三电极和所述第四电极可以是P型电极,也可以是N型电极。
可选的,红光发光结构在垂直方向上的投影面积为S1,绿光发光结构在垂直方向上的投影面积为S2,蓝光发光结构在垂直方向上的投影面积为S3,则,S1>S2>S3。
可选的,所述绝缘保护层包括透明绝缘层和DBR绝缘层,所述透明绝缘层覆盖所述红光台面、所述绿光台面和所述蓝光台面的裸露面,所述DBR绝缘层覆盖所述RGB堆叠结构和所述导电基板的侧壁。
可选的,所述红光台面和所述绿光台面T2皆为环形台面。
可选的,所述第一金属反射镜、所述第二金属反射镜和所述第三金属反射镜的材料,包括Ag、Al、Au、Cu等金属材料中的一种或多种。
经由上述的技术方案,从而达到如下效果:
1、本实用新型所提供的RGB Micro-LED芯片,通过设置RGB堆叠结构, RGB堆叠结构包括沿第一方向依次堆叠且呈台阶状分布的红光发光结构、绿光发光结构和蓝光发光结构,并露出红光台面、绿光台面和蓝光台面,采用垂直堆叠方式,可减小每组RGB Micro-LED芯片的尺寸,提高显示分辨率;且各发光结构的波长沿出光方向逐渐递减,并结合金属反射镜的设置,使各出射光沿出光方向出射,避免短波长发光结构的出射光被长波长发光结构吸光,进而提高RGB Micro-LED芯片的出光效率。
2、进一步地,通过设置第三电极覆盖第三金属反射镜台面,第四电极覆盖第二金属反射镜台面,可进一步提高第三电极和第四电极的导电效率,进而提高RGB Micro-LED芯片的发光效率。
3、进一步地,通过设置第一电极为P型电极,第二电极为N型电极,第三电极和第四电极可以是P型电极,也可以是N型电极,可根据实际需要通过控制第一电极、第二电极、第三电极和第四电极,可以实现红、绿、蓝三基色单色控制及其混色控制。
4、进一步地,通过设置绝缘保护层包括透明绝缘层和DBR绝缘层,透明绝缘层覆盖红光台面、绿光台面和蓝光台面的裸露面,DBR绝缘层覆盖RGB堆叠结构和导电基板的侧壁,即可实现可靠性,还可以将各发光结构侧壁发出的光反射,使红光出射集中在红光台面,绿光出射集中在绿光台面,蓝光出射集中在蓝光台面,进一步提高显示分辨率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例所提供的一种RGB Micro-LED芯片的截面示意图;
图2为本实用新型实施例所提供的另一种RGB Micro-LED芯片的截面示意图;
图3为本实用新型实施例所提供的又一种RGB Micro-LED芯片的截面示意图;
图4为本实用新型实施例所提供的再一种RGB Micro-LED芯片的截面示意图;
图5.1至图19为本实用新型实施例提供的一种RGB Micro-LED芯片的制作方法各步骤对应的工艺截面图;
图20至图24为本实用新型实施例提供的另一种RGB Micro-LED芯片的制作方法各步骤对应的工艺截面图。
图中符号说明:
1、像素单元;10a、第一临时衬底;10b、第二临时衬底;10c、第三临时衬底;20、红光堆叠结构;30、绿光堆叠结构;40、蓝光堆叠结构;50a、第一临时载板;50b、第二临时载板;50c、第三临时载板;60a、第一切割道; 60b、第二切割道;60c、第三切割道;70a、第一黏附膜;70b、第二黏附膜; 80a、第一粘合剂;80b、第二粘合剂;100、导电基板;200、红光发光结构; 210、红光N型半导体层;220、红光有源区;230、红光P型半导体层;240、第一金属反射镜;300、绿光发光结构;310、绿光N型半导体层;320、绿光有源区;330、绿光P型半导体层;340、第二金属反射镜;400、蓝光发光结构;410、蓝光N型半导体层;420、蓝光有源区;430、蓝光P型半导体层;440、第三金属反射镜;510、第一电极;520、第二电极;530、第三电极;540、第四电极;600、绝缘保护层;610、透明绝缘层;620、DBR绝缘层;T1、红光台面;T2、绿光台面;T3、蓝光台面;S1、红光发光结构在垂直方向上的投影面积;S2、绿光发光结构在垂直方向上的投影面积;S3、蓝光发光结构在垂直方向上的投影面积。
具体实施方式
为本实用新型的内容更加清晰,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请,但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
其次,本申请结合示意图进行详细描述,在详述本申请实施例时,为便于说明,表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大,而且所述示意图只是示例,其在此不应限制本申请保护的范围。此外,在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
本实用新型实施例提供的一种RGB Micro-LED芯片,如图1所示,包括:
若干像素单元1,每个像素单元1均包括:
导电基板100;
层叠在导电基板100表面的RGB堆叠结构,RGB堆叠结构包括沿第一方向依次堆叠且呈台阶状分布的红光发光结构200、绿光发光结构300和蓝光发光结构400,并露出红光台面T1、绿光台面T2和蓝光台面T3,红光发光结构200沿第一方向依次包括层叠的第一金属反射镜240、红光P型半导体层230、红光有源区220和红光N型半导体层210;绿光发光结构300沿第一方向依次包括层叠的第二金属反射镜340、绿光P型半导体层330、绿光有源区320和绿光N型半导体层310;蓝光发光结构400沿第一方向依次包括层叠的第三金属反射镜440、蓝光P型半导体层430、蓝光有源区420和蓝光N型半导体层410,第一方向垂直于导电基板100,并由导电基板100指向蓝光发光结构400;
红光发光结构200、绿光发光结构300与蓝光发光结构400之间通过各金属反射镜两两串联;
本实施例中不限定第一金属反射镜240、第二金属反射镜340和第三金属反射镜440的具体材质,可选地,在本实施例中,第一金属反射镜240、第二金属反射镜340和第三金属反射镜440的材料,包括Ag、Al、Au、Cu等金属材料中的一种或多种。
本实施例中第一金属反射镜240、第二金属反射镜340和第三金属反射镜 440的材质可以相同,也可以不相同。
第一电极510,其设置在导电基板100背离RGB堆叠结构的一侧表面;
第二电极520,其层叠于蓝光台面T3上;
第三电极530,其与绿光发光结构300和蓝光发光结构400连接,并分别与绿光发光结构300和蓝光发光结构400的侧壁间隔设置;
第四电极540,其与红光发光结构200和绿光发光结构300连接,并分别与红光发光结构200和绿光发光结构300的侧壁间隔设置;
可选地,在本实施例中,第三电极530层叠于绿光台面T2上,第四电极540 层叠于红光台面T1上。
绝缘保护层600,绝缘保护层600覆盖RGB堆叠结构和导电基板100的裸露面,并露出第二电极520、第三电极530和第四电极540。
可选地,在本实施例中,红光发光结构在垂直方向上的投影面积为S1,绿光发光结构在垂直方向上的投影面积为S2,蓝光发光结构在垂直方向上的投影面积为S3,则,S1>S2>S3。
可选地,在本实施例中,红光台面T1和绿光台面T2皆为环形台面。
可选地,在本实施例中,第一电极510为P型电极,第二电极520为N型电极,第三电极530和第四电极540可以是P型电极,也可以是N型电极。可根据实际需要通过控制第一电极、第二电极、第三电极和第四电极,可以实现红、绿、蓝三基色单色控制及其混色控制。
需要说明的是,图1至图4皆示出了两个像素单元1,本领域技术人员应当可以理解,该图只是示意,本实用新型的像素单元1并不限于两个。
本实施例所提供的RGB Micro-LED芯片,通过设置RGB堆叠结构,RGB堆叠结构包括沿第一方向依次堆叠且呈台阶状分布的红光发光结构、绿光发光结构和蓝光发光结构,并露出红光台面、绿光台面和蓝光台面,采用垂直堆叠方式,可减小每组RGB Micro-LED芯片的尺寸,提高显示分辨率;且各发光结构的波长沿出光方向逐渐递减,并结合金属反射镜的设置,使各出射光沿出光方向出射,避免短波长发光结构的出射光被长波长发光结构吸光,进而提高RGB Micro-LED芯片的出光效率。
为提高第三电极和第四电极的导电效率,可选地,在本申请的一个实施例中,如图2所示,蓝光台面T3设有向第三金属反射镜440延伸的凹槽,显露部分第三金属反射镜440,形成第三金属反射镜台面;第三金属反射镜台面设有向第二金属反射镜340延伸的凹槽,显露部分第二金属反射镜340,形成第二金属反射镜台面;第三电极530覆盖第三金属反射镜台面,第四电极540覆盖第二金属反射镜台面。
为进一步提高显示分辨率,可选地,在本申请的一个实施例中,如图3或图4所示,绝缘保护层600包括透明绝缘层610和DBR绝缘层620,透明绝缘层610 覆盖红光台面T1、绿光台面T2和蓝光台面T3的裸露面,DBR绝缘层620覆盖RGB 堆叠结构和导电基板100的侧壁。即可实现可靠性,还可以将各发光结构侧壁发出的光反射,使红光出射集中在红光台面,绿光出射集中在绿光台面,蓝光出射集中在蓝光台面。
本实用新型还提供一种RGB Micro-LED芯片的制作方法,制作方法包括以下步骤:
步骤S1、如图5.1至图5.3所示,在第一临时衬底10a上外延形成红光堆叠结构20,在第二临时衬底10b上外延形成绿光堆叠结构30,在第三临时衬底10c 上外延形成蓝光堆叠结构40;
红光堆叠结构20沿生长方向依次包括层叠的红光N型半导体层210、红光有源区220、红光P型半导体层230和第一金属反射镜240;
绿光堆叠结构30沿生长方向依次包括层叠的绿光N型半导体层310、绿光有源区320、绿光P型半导体层330和第二金属反射镜340;
蓝光堆叠结构40沿生长方向依次包括层叠的蓝光N型半导体层410、蓝光有源区420、蓝光P型半导体层430和第三金属反射镜440;
本实施例中不限定第一临时衬底10a、第二临时衬底10b和第三临时衬底 10c的具体材质,可选地,在本实施例中,第一临时衬底10a可以是GaAs衬底等半导体衬底,第二临时衬底10b和第三临时衬底10c可以是蓝宝石衬底、硅衬底、碳化硅衬底或氮化镓衬底等半导体衬底,临时衬底的具体材质可以根据需求进行选择使用。
可选地,在本实施例中,第一临时衬底大于第二临时衬底,第二临时衬底大于第三临时衬底。
步骤S2、提供一导电基板100;
步骤S3、如图6所示,在导电基板100的一侧表面制作第一电极510;
步骤S4、在导电基板100背离第一电极510的一侧表面形成RGB堆叠结构, RGB堆叠结构包括沿第一方向依次堆叠且呈台阶状分布的红光发光结构200、绿光发光结构300和蓝光发光结构400,并露出红光台面T1、绿光台面T2和蓝光台面T3;红光发光结构200沿第一方向依次包括层叠的第一金属反射镜240、红光P型半导体层230、红光有源区220和红光N型半导体层210;绿光发光结构 300沿第一方向依次包括层叠的第二金属反射镜340、绿光P型半导体层330、绿光有源区320和绿光N型半导体层310;蓝光发光结构400沿第一方向依次包括层叠的第三金属反射镜440、蓝光P型半导体层430、蓝光有源区420和蓝光N 型半导体层410,第一方向垂直于导电基板100,并由导电基板100指向蓝光发光结构400;
红光发光结构200、绿光发光结构300与蓝光发光结构400之间通过各金属反射镜两两串联;
本实施例中不限定第一金属反射镜240、第二金属反射镜340和第三金属反射镜440的具体材质,可选地,在本实施例中,第一金属反射镜240、第二金属反射镜340和第三金属反射镜440的材料,包括Ag、Al、Au、Cu等金属材料中的一种或多种。
本实施例中第一金属反射镜240、第二金属反射镜340和第三金属反射镜 440的材质可以相同,也可以不相同。
步骤S4具体包括以下工序:
步骤S4.1、如图7所示,通过第一金属反射镜240,将红光堆叠结构20键合在导电基板100上;
步骤S4.2、如图8所示,剥离第一临时衬底10a;
步骤S4.3、如图9所示,通过粘附胶将第一电极510粘在第一临时载板50a 上;
步骤S4.4、如图10所示,沿红光N型半导体层210的表面蚀刻,露出第一临时载板50a,形成第一切割道60a,将红光堆叠结构20分离成多个独立的红光发光结构200;
步骤S4.5、通过刻蚀、扩膜的方式,将绿光堆叠结构30分离成多个独立的绿光发光结构300,且各绿光发光结构300之间的距离达到第一预设长度;
步骤S4.5具体包括以下工序:
步骤S4.5a、如图11.1所示,将第二临时衬底10b黏在第一黏附膜70a上;
步骤S4.5b、如图11.2所示,沿第二金属反射镜340的表面蚀刻,露出第一黏附膜70a,形成第二切割道60b,分离成多个独立的绿光发光结构300;
步骤S4.5c、如图11.3所示,通过扩膜机对第一黏附膜70a进行扩膜,增加第二切割道60b的长度,使各绿光发光结构300之间的距离达到第一预设长度;
步骤S4.5d、固定各绿光发光结构300形成刚性连接,避免第一黏附膜70a 太软导致后续工序无法完成对位键合:
如图11.4a所示,在第二切割道60b填充第一粘合剂80a,来连接固定各绿光发光结构300;
或
如图11.4b所示,将第一黏附膜70a黏在第二临时载板50b上,来固定各绿光发光结构300;
步骤S4.6、通过刻蚀、扩膜的方式,将蓝光堆叠结构40分离成多个独立的蓝光发光结构400,且各蓝光发光结构400之间的距离达到第二预设长度;
步骤S4.6具体包括以下工序:
步骤S4.6a、如图12.1所示,将第三临时衬底10c黏在第二黏附膜70b上;
步骤S4.6b、如图12.2所示,沿第三金属反射镜440的表面蚀刻,露出第二黏附膜70b,形成第三切割道60c,分离成多个独立的蓝光发光结构400;
步骤S4.6c、如图12.3所示,通过扩膜机对第二黏附膜70b进行扩膜,增加第三切割道60c的长度,使各蓝光堆发光结构之间的距离达到第二预设长度;
步骤S4.6d、固定各蓝光发光结构400形成刚性连接,避免第二黏附膜70b 太软导致后续工序无法完成对位键合:
如图12.4a所示,在第三切割道60c填充第二粘合剂80b,用来连接固定各蓝光发光结构400;
或
如图12.4b所示,将第二黏附膜70b黏在第三临时载板50c,用来固定各蓝光发光结构400;
本实施例中不限定第一黏附膜70a和第二黏附膜70b的具体材质,可选地,在本实施例中,第一黏附膜70a和第二黏附膜70b为具有黏性的薄膜材料,包括聚酰亚胺、热敏型的DAF胶膜等材料中的一种或多种。
本实施例中不限定第一粘合剂80a和第二粘合剂80b的具体材质,可选地,在本实施例中,第一粘合剂80a和第二粘合剂80b的材料包括丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、乙烯—醋酸乙烯共聚物等材料中的一种或多种。
本实施例中不限定第一临时载板50a、第二临时载板50b和第三临时载板 50c的具体材质,可选地,在本实施例中,第一临时载板50a、第二临时载板 50b和第三临时载板50c的材料包括Si基板、蓝宝石基板等材料中的一种。
步骤S4.7、通过第二金属反射镜340和红光N型半导体层210,分别将各绿光发光结构300对位键合在各红光发光结构200上,露出红光台面T1,并剥离第二临时衬底10b;
针对图11.4a形成的结构,步骤S4.7具体包括以下工序:
如图13.1所示,通过第二金属反射镜340和红光N型半导体层210,分别将各绿光发光结构300对位键合在各红光发光结构200上,露出红光台面T1;
如图13.2所示,去除第一黏附膜70a、部分第一粘合剂80a,使第一粘合剂80a与绿光N型半导体层310齐平;激光剥离第二临时衬底10b;可以采用腐蚀溶液同时去除第一黏附膜70a和部分第一粘合剂80a;也可以先撕掉第一黏附膜70a,再用腐蚀溶液去除部分第一粘合剂80a。
或
针对图11.4b形成的结构,步骤S4.7具体包括以下工序:
如图14.1所示,通过第二金属反射镜340和红光N型半导体层210,分别将各绿光发光结构300对位键合在各红光发光结构200上,露出红光台面T1;
如图14.2所示,腐蚀溶液去除第一黏附膜70a,第二临时载板50b自动脱离;激光剥离第二临时衬底10b;
步骤S4.8、通过第三金属反射镜440和绿光N型半导体层310上,分别将各蓝光发光结构400对位键合在各绿光发光结构300上,露出绿光台面T2,并剥离第三临时衬底10c,露出蓝光台面T3;
针对图12.4a和图13.2形成的结构,步骤S4.8具体包括以下工序:
如图15.1所示,通过第三金属反射镜440和绿光N型半导体层310上,分别将各蓝光发光结构400对位键合在各绿光发光结构300上,露出绿光台面T2,
如图15.2所示,去除第二黏附膜70b、第一粘合剂80a和第二粘合剂80b;激光剥离第三临时衬底10c,露出蓝光台面T3;可以采用腐蚀溶液同时去除第二黏附膜70b、第一粘合剂80a和第二粘合剂80b;也可以先撕掉第二黏附膜 70b,再用腐蚀溶液去除第一粘合剂80a和第二粘合剂80b。
或
针对图12.4b和图14.2形成的结构,步骤S4.8具体包括以下工序:
如图16.1所示,通过第三金属反射镜440和绿光N型半导体层310上,分别将各蓝光发光结构400对位键合在各绿光发光结构300上,露出绿光台面T2,
如图16.2所示,腐蚀去除第二黏附膜70b,第三临时载板50c自动脱离;激光剥离第三临时衬底10c,露出蓝光台面T3;
需要说明的是,本实施例不限定对位键合的具体位置,只要满足沿第一方向依次堆叠且呈台阶状分布红光发光结构200、绿光发光结构300和蓝光发光结构400,并露出红光台面T1、绿光台面T2和蓝光台面T3,键合的具体位置根据实际需要选择。可选地,在本实施例中,红光发光结构200、绿光发光结构300和蓝光发光结构400的中心线键合在同一垂直线上。
步骤S5、如图17所示,制作第二电极520、第三电极530和第四电极540;
第二电极520,其层叠于蓝光台面T3上;
第三电极530,其与绿光发光结构300和蓝光发光结构400连接,并分别与绿光发光结构300和蓝光发光结构400的侧壁间隔设置;
第四电极540,其与红光发光结构200和绿光发光结构300连接,并分别与红光发光结构200和绿光发光结构300的侧壁间隔设置;
可选地,在本实施例中,第三电极530层叠于绿光台面T2上,第四电极540 层叠于红光台面T1上。
步骤S6、如图18所示,沉积绝缘保护层600,绝缘保护层600覆盖RGB堆叠结构和导电基板100的裸露面,并通过光刻、刻蚀露出第二电极520、第三电极530和第四电极540;
步骤S7、如图19所示,去除第一临时载板50a,形成若干像素单元1。
可选地,在本实施例中,红光发光结构在垂直方向上的投影面积为S1,绿光发光结构在垂直方向上的投影面积为S2,蓝光发光结构在垂直方向上的投影面积为S3,则,S1>S2>S3。
可选地,在本实施例中,红光台面T1和绿光台面T2皆为环形台面。
可选地,在本实施例中,第一电极510为P型电极,第二电极520为N型电极,第三电极530和第四电极540可以是P型电极,也可以是N型电极。可根据实际需要通过控制第一电极、第二电极、第三电极和第四电极,可以实现红、绿、蓝三基色单色控制及其混色控制。
本实施例中提供一种RGB Micro-LED芯片的制作方法,通过上述制造方法,形成的RGB堆叠结构,RGB堆叠结构包括沿第一方向依次堆叠且呈台阶状分布的红光发光结构、绿光发光结构和蓝光发光结构,并露出红光台面、绿光台面和蓝光台面,采用垂直堆叠方式,可减小每组RGB Micro-LED芯片的尺寸,提高显示分辨率;且各发光结构的波长沿出光方向逐渐递减,并结合金属反射镜的设置,使各出射光沿出光方向出射,避免短波长发光结构的出射光被长波长发光结构吸光,进而提高RGB Micro-LED芯片的出光效率。
再者,通过在不同的临时衬底外延形成红光堆叠结构、绿光堆叠结构和蓝光堆叠结构,再分离成多个独立的红光发光结构、绿光发光结构和蓝光发光结构,然后通过对位键合形成RGB堆叠结构,结合导电基板、各电极和绝缘保护层形成若干像素单元,进而组合成RGB Micro-LED芯片,可有效解决因制作工艺过程过于复杂,导致巨量转移难度大,量产良率偏低,生产成本过高,一致性差等问题。
为进一步提高显示分辨率,可选地,在本申请的一个实施例中,请参考图3,绝缘保护层600包括透明绝缘层610和DBR绝缘层620,透明绝缘层610覆盖红光台面T1、绿光台面T2和蓝光台面T3的裸露面,DBR绝缘层620覆盖RGB堆叠结构和导电基板100的侧壁。即可实现可靠性,还可以将各发光结构侧壁发出的光反射,使红光出射集中在红光台面,绿光出射集中在绿光台面,蓝光出射集中在蓝光台面。
本实用新型还提供另一种RGB Micro-LED芯片的制作方法,与上述制作方法的区别在于,如图20所示,红光发光结构200、绿光发光结构300和蓝光发光结构400的一边侧壁键合在同一垂直线上;
在步骤S4之后、步骤S5之前还包括步骤Q1:
如图21所示,沿垂直线那一侧的蓝光台面T3蚀刻,露出部分第三金属反射镜440,形成第三金属反射镜台面;沿第三金属反射镜台面蚀刻,露出部分第二金属反射镜340,形成第二金属反射镜台面;
步骤S5具体包括步骤Q2,如图22所示:
第二电极520,其层叠于蓝光台面T3上;
第三电极530,其覆盖第三金属反射镜台面,并分别与绿光发光结构300 和蓝光发光结构400的侧壁间隔设置;
第四电极540,其覆盖第二金属反射镜台面,并分别与红光发光结构200 和绿光发光结构300的侧壁间隔设置。
步骤S6具体包括步骤Q3,如图23所示,沉积绝缘保护层600,绝缘保护层 600覆盖RGB堆叠结构和导电基板100的裸露面,并通过光刻、刻蚀露出第二电极520、第三电极530和第四电极540;
步骤S7具体包括步骤Q4,如图24所示,去除第一临时载板50a,形成若干像素单元1。
本实施例中提供一种RGB Micro-LED芯片的制作方法,通过上述制造方法,设置第三电极覆盖第三金属反射镜台面,第四电极覆盖第二金属反射镜台面,可进一步提高第三电极和第四电极的导电效率,进而提高RGB Micro-LED芯片的发光效率。
为进一步提高显示分辨率,可选地,在本申请的一个实施例中,请参考图4,绝缘保护层600包括透明绝缘层610和DBR绝缘层620,透明绝缘层610覆盖红光台面T1、绿光台面T2和蓝光台面T3的裸露面,DBR绝缘层620覆盖RGB堆叠结构和导电基板100的侧壁。即可实现可靠性,还可以将各发光结构侧壁发出的光反射,使红光出射集中在红光台面,绿光出射集中在绿光台面,蓝光出射集中在蓝光台面。
本领域技术人员应理解的是,在本实用新型的揭露中,术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种RGB Micro-LED芯片,其特征在于,包括:
若干像素单元,每个所述像素单元均包括:
导电基板;
层叠在所述导电基板表面的RGB堆叠结构,所述RGB堆叠结构包括沿第一方向依次堆叠且呈台阶状分布的红光发光结构、绿光发光结构和蓝光发光结构,并露出红光台面、绿光台面和蓝光台面,所述红光发光结构沿所述第一方向依次包括层叠的第一金属反射镜、红光P型半导体层、红光有源区和红光N型半导体层;所述绿光发光结构沿所述第一方向依次包括层叠的第二金属反射镜、绿光P型半导体层、绿光有源区和绿光N型半导体层;所述蓝光发光结构沿所述第一方向依次包括层叠的第三金属反射镜、蓝光P型半导体层、蓝光有源区和蓝光N型半导体层,所述第一方向垂直于所述导电基板,并由所述导电基板指向所述蓝光发光结构;
所述红光发光结构、所述绿光发光结构与所述蓝光发光结构之间通过各金属反射镜两两串联;
第一电极,其设置在所述导电基板背离所述RGB堆叠结构的一侧表面;
第二电极,其层叠于所述蓝光台面上;
第三电极,其与所述绿光发光结构和所述蓝光发光结构连接,并分别与所述绿光发光结构和所述蓝光发光结构的侧壁间隔设置;
第四电极,其与所述红光发光结构和所述绿光发光结构连接,并分别与所述红光发光结构和所述绿光发光结构的侧壁间隔设置;
绝缘保护层,所述绝缘保护层覆盖所述RGB堆叠结构和所述导电基板的裸露面,并露出所述第二电极、所述第三电极和所述第四电极。
2.根据权利要求1所述的Micro-LED芯片,其特征在于:所述第三电极层叠于所述绿光台面上,所述第四电极层叠于所述红光台面上。
3.根据权利要求1所述的Micro-LED芯片,其特征在于:所述蓝光台面设有向所述第三金属反射镜延伸的凹槽,显露部分所述第三金属反射镜,形成第三金属反射镜台面;所述第三金属反射镜台面设有向所述第二金属反射镜延伸的凹槽,显露部分所述第二金属反射镜,形成第二金属反射镜台面;所述第三电极覆盖所述第三金属反射镜台面,所述第四电极覆盖所述第二金属反射镜台面。
4.根据权利要求1所述的RGB Micro-LED芯片,其特征在于:所述第一电极为P型电极,所述第二电极为N型电极,所述第三电极和所述第四电极为P型电极或N型电极。
5.根据权利要求1所述的RGB Micro-LED芯片,其特征在于:红光发光结构在垂直方向上的投影面积为S1,绿光发光结构在垂直方向上的投影面积为S2,蓝光发光结构在垂直方向上的投影面积为S3,则,S1>S2>S3。
6.根据权利要求1所述的RGB Micro-LED芯片,其特征在于:所述绝缘保护层包括透明绝缘层和DBR绝缘层,所述透明绝缘层覆盖所述红光台面、所述绿光台面和所述蓝光台面的裸露面,所述DBR绝缘层覆盖所述RGB堆叠结构和所述导电基板的侧壁。
7.根据权利要求1所述的RGB Micro-LED芯片,其特征在于:所述红光台面和所述绿光台面(T2)皆为环形台面。
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